JP4947862B2

JP4947862B2 - 感温インキおよびそれを用いた温度履歴インジケータ

Info

Publication number: JP4947862B2
Application number: JP2001299341A
Authority: JP
Inventors: 祥江宮田; 弘道水沢; 大介春本
Original assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2002294127A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の温度を超える温度履歴を経たかを記録するためのものであって、所定の温度で不可逆的に色調の変化する感温インキ、およびそれを用いた温度履歴インジケータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工食品のように製造の際に所定の温度を超えて加熱しなければならない製品がある。また、医薬用の製品や食料品のように流通や保管の際に、所定の温度を超えると劣化したり分解したり腐敗したりする製品もある。モータのように使用の際の過熱により、故障や破損をしたり火災等の危険を生じたりする電気設備や電気部品等の製品もある。
【０００３】
従来、製品が所定の温度を超える温度履歴を経たか否かの検知には、色調の変化で示す示温材が用いられていた。このような示温材として、例えば特開昭６１−１２７８３号公報および特開昭６１−１４２８４号公報には、熱溶融性物質と酸塩基指示薬とを含むものが開示されている。この示温材は、加熱による変色後、冷却されると元の色調に戻る可逆的なものである。そのため、監視を欠くときには、所定の温度を超えたか否かが検知できない。さらに温度履歴の記録として保存することができない。
【０００４】
また、実公昭４６−２８２３５号公報に開示されている不可逆的なラベルは、立体的な構造物として生産しなければならず、適性が低い。
【０００５】
そこで、本出願人は、特願２０００−１２４４３１号において、粒状または粉末状の色素と、記録すべき温度に相当する融点を持つ粒状または粉末状の熱溶融性物質とが混合されたものであって、加熱による色調の変化が不可逆的である感温組成物を出願している。
【０００６】
この感温組成物は粒状または粉末状である。カード状のインジケータを製造するために、この組成物のまま基材表面に付すには、組成物を基材上で圧搾後、剥れないようにフィルムで被膜して一体としなければならず、面倒である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の課題を解決するためなされたもので、所定の温度を超える温度履歴を経たかを色調の変化で正確に表示でき、さらに変化した色調のまま保存できる温度履歴インジケータを簡便に量産するため、使用される感温インキを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するためになされた本発明の感温インキは、記録すべき温度に相当する融点を持つ粒状または粉末状の熱溶融性物質と、熱溶融した該物質への分散または溶解による拡散性がある粒状または粉末状の色素とが粉砕されつつ、インキビヒクルに混練されて含まれたものであり、該熱溶融性物質が１０〜７０重量％含まれている。
【０００９】
熱溶融性物質は、変色温度を決定する成分であって、常圧下で記録すべき温度の融点を有し、融点以上に加熱されると熱溶融されて、粒状または粉末状から液状に変化する物質である。熱溶融性物質は、脂肪酸誘導体、アルコール誘導体、エーテル誘導体、アルデヒド誘導体、ケトン誘導体、アミン誘導体、アミド誘導体、ニトリル誘導体、炭化水素誘導体、チオール誘導体、スルフィド誘導体から選ばれる少なくとも１種類が好適に用いられる。この熱溶融性物質は、０．０１μｍ〜５ｍｍの径を有していることが好ましい。
【００１０】
色素は、感温インキ中に粒状または粉末状で含まれ、熱溶融した熱溶融性物質に分散または溶解することにより拡散するものである。また色素は、熱溶融したこの物質によって色素の粒表面や粉末表面が湿潤されるものであってもよい。色素として、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散性染料、反応性染料、油溶性染料、バット染料、媒染染料、アゾイック染料、硫化染料の例示される染料、有機顔料や無機顔料の例示される顔料、着色体が挙げられ、広範囲のものが使用できる。これらの色素は、２種以上混合して用いてもよい。この色素は、０．００１μｍ〜５ｍｍの径を有していることが好ましい。温度記録用不可逆性感温インキ中、熱溶融性物質の１００重量部に対して、この色素は０．００１〜１００重量部の比で含まれていることが好ましい。
【００１１】
インキビヒクルは、常温でこの熱溶融性物質とこの色素とを溶解せず拡散させないが、熱溶融して色素の分散または溶解した熱溶融性物質を、拡散することができるものである。インキビヒクルは、例えばアクリル樹脂、フェノール樹脂、ナイロン、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースが挙げられる。市販のインキビヒクルである、ＰＡＳ８００メジウム（十条化工社製の商品名）、ハイセットマットメジウム（ミノグループ製の商品名）であってもよい。
【００１２】
インキビヒクルとして、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、エーテルアクリレート樹脂、アルキド樹脂、ビニルアセタール樹脂、アクリル系ポリエステル樹脂、アクリル樹脂から選ばれる何れかの紫外線硬化樹脂などが挙げられる。市販のビヒクルでは、ダイキュアＡＫ（大日本インキ化学工業（株）製）、ＦＤＳニュー（東洋インキ製造（株）製）、レイキュアＴＵ４４００（十条ケミカル（株）製）、ＵＶＳＰＡクリヤー（帝国インキ製造（株）製）、ＵＶ８４１８（（株）セイコーアドバンス製）を使用できる。
【００１３】
感温インキ中に、この熱溶融性物質が１０〜７０重量％含まれていることが好ましい。１０重量％未満であると色調変化が不明瞭であり、一方７０重量％より多いと固着力が低下し基材への塗布や印刷ができない。
【００１４】
感温インキには、熱溶融性物質と色素とを溶解しないがインキビヒクルを溶解する溶媒が含まれていてもよい。このような溶媒は、例えば水、エタノール、ブタノール、酢酸エチル、酢酸イソアミル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、ジエチルベンゼン、トルエン、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ミネラルスピリット、さらにＵＶ硬化樹脂を用いた場合には、感光性樹脂のモノマーが挙げられる。
【００１５】
さらに、感温インキには、色素を分散させて色調変化が明瞭となるように、タルク、炭酸マグネシウム、シリカの例示される分散剤が含まれていてもよい。感温インキには、色調変化を増幅させるため、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、反応性染料、油溶性染料、建築染料、媒染染料、アゾイック染料、硫化染料の例示される染料、有機顔料、無機顔料のいずれかであって、色素の色調と対照色を示す色の助色剤が含まれていてもよい。また、感温インキには、インキの流動性や乾燥性を調整するワックスや界面活性剤が含まれていてもよい。
【００１６】
本発明の温度履歴インジケータは、前記の感温インキを、基材に印刷したものである。
【００１７】
基材には、普通紙、和紙、ケント紙の例示される紙；合成紙；檜材の例示される木材；ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂の例示されるプラスチック製のものが挙げられる。
【００１８】
この温度履歴インジケータは、カード状、シート状または棒状であってもよく、裏面に粘着剤層を有するラベルであってもよい。
【００１９】
印刷は、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、刷毛塗りにより行われる。
【００２０】
このインキを印刷して形成されたインキ層は、透明または半透明のラミネート材で覆われていてもよい。ラミネート材には、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂の例示されるプラスチック製のフィルム；アクリル樹脂、ナイロン、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリカの例示されるラミネート用印刷メジウムが挙げられる。
【００２１】
この温度履歴インジケータは、加熱前には粒状または粉末状の熱溶融性物質と粒状または粉末状の色素とが混合状態にあって、色素が熱溶融性物質で隠蔽されたものである。インジケータが熱溶融性物質の融点以上に加熱されると、熱溶融性物質は熱溶融する。熱溶融した熱溶融性物質に色素が分散または溶解して拡散したり、また熱溶融したこの物質で色素の粒状または粉末状の表面が湿潤したりすることにより、インジケータは色調の変化を起こす。
【００２２】
熱溶融性物質への色素の拡散が不可逆的であるので、このインジケータは、色調変化した後に温度が低下し、熱溶融性物質が凝固しても色調変化前の色調に戻らない。
【００２３】
温度履歴インジケータは、温度履歴を検知すべき製品の近傍に載置されたり、製品に貼付されたりして使用される。なお、製品に感温インキが直接、印刷されていてもよい。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の感温インキおよびそれを用いた温度履歴インジケータの実施例について詳細に説明する。
【００２５】
感温インキは、熱溶融性物質、色素、インキビヒクル、および溶媒が含まれている。
【００２６】
熱溶融性物質は、具体的にはミリスチン酸、パルミチン酸、アジピン酸、オクタン酸、トリコサン酸、テトラトリアコンタン酸、２，３−ジメチルノナン酸、２３−メチルテトラコサン酸、２−ヘキセン酸、ブラシン酸、２−メチル−２−ドデセン酸、β−エレオステアリン酸、ベヘノール酸、ｃｉｓ−９，１０−メチレンオクタデカン酸、ショールムーグリン酸、３，３’−チオジプロピオン酸−ｎ−ドデシル、トリラウリン、パルミチン酸アニリド、ステアリン酸アミド、ステアリン酸亜鉛、サリチル酸アニリド、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン酸、カプロン酸−β−ナフチルアミド、エナント酸フェニルヒドラジド、アラキン酸−ｐ−クロルフェナシル、ギ酸コレステリル、１−アセト−２，３−ジステアリン、チオラウリン酸−ｎ−ペンタデシル、ステアリン酸塩化物、無水パルミチン酸、ステアリン酸−酢酸無水物、コハク酸、セバシン酸ベンジルアンモニウム塩、２−ブロム吉草酸、α−スルホステアリン酸メチルナトリウム塩、２−フルオルアラキン酸が挙げられる脂肪酸誘導体；
オクタデシルアルコール、コレステリン、Ｄ−マンニット、ガラクチトール、ヘプタトリアコンタノール、ヘキサデカン−２−オール、１−ｔｒａｎｓ−２−オクタデセノール、β−エレオステアリルアルコール、シクロエイコサノール、ｄ（＋）セロビオース、ｐ，ｐ’−ビフェノール、リボフラビン、４−クロロ−２−メチルフェノール、２−ブロモ−１−インダノールが挙げられるアルコール誘導体；
ジヘキサデシルエーテル、ジオクタデシルエーテル、シチジン、アデノシン、フェノキシ酢酸ナトリウム、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、アルミニウムトリエトキシドが挙げられるエーテル誘導体；
ステアリンアルデヒド、パララウリルアルデヒド、パラステアリンアルデヒド、ナフトアルデヒド、ｐ−クロロベンズアルデヒド、フタルアルデヒド、４−ニトロベンズアルデヒドが挙げられるアルデヒド誘導体；
ステアロン、ドコサン−２−オン、フェニルヘプタデシルケトン、シクロノナデカン、ビニルヘプタデシルケトン、４，４−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、ビス（２，４−ペンタンジオナイト）カルシウム、１−クロロアントラキノンが挙げられるケトン誘導体；
トリコシルアミン、ジオクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクチルアミン、ヘプタデカメチレンイミン、ナフチルアミン、ｐ−アミノ安息香酸エチル、ｏ−トリチオ尿素、スルファメタジン、硝酸グアニジン、ｐ−クロロアニリン、プロピルアミン塩酸塩が挙げられるアミン誘導体；
ヘキシルアミド、オクタコシルアミド、Ｎ−メチルドデシルアミド、Ｎ−メチルヘプタコシルアミド、α−シアノアセトアミド、サリチルアミド、ジシアンジアミド、２−ニトロベンズアミド、Ｎ−ブロモアセトアミドが挙げられるアミド誘導体；
ペンタデカンニトリル、マルガロニトリル、２−ナフトニトリル、ｏ−ニトロフェノキシ酢酸、３−ブロモベンゾニトリル、３−シアンピリジン、４−シアノフェノールが挙げられるニトリル誘導体；
ヘキサデカン、１−ノナトリアコンテン、ｔｒａｎｓ−ｎ−２−オクタデセン、ヘキサトリアコンチルベンゼン、２−メチルナフタレン、ビセン、塩化シアヌル、１−フルオロノナデカン、１−クロロエイコサン、１−ヨードペンタデカン、１−ブロモヘプタデカン、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンが挙げられる炭化水素誘導体；
ペンタデカンチオール、エイコサンチオール、２−ナフタレンチオール、２−メルカプトエチルエーテル、２−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドが挙げられるチオール誘導体；
１，３−ジアチン、２，１１−ジチア[３，３]パラシクロファン、ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）スルフィド、４，４−ジピリジルスルフィド、４−メチルメルカプトフェノールが挙げられるスルフィド誘導体のうちの少なくとも１種類が用いられる。
【００２７】
色素は、具体的には、Ｃ.Ｉ.ディレクト・オレンジ３９、Ｃ.Ｉ.ディレクト・ブラウン２、Ｃ.Ｉ.アシッド・イエロー７３、Ｃ.Ｉ.アシッド・レッド５２、Ｃ.Ｉ.アシッド・バイオレット４９、Ｃ.Ｉ.ベイシック・イエロー１１、Ｃ.Ｉ.ベイシック・レッド３８、カチオン・レッドＳＧＬＨ、カチオン・レッドＧＴＬＨ、カチオン・レッド４ＧＨ、カチオン・レッド７ＢＮＨ（保土ヶ谷化学社製）、Ｃ.Ｉ.モルダント・レッド７、Ｃ.Ｉ.モルダント・ブラック３８、Ｃ.Ｉ.アゾイック・ブルー９、Ｃ.Ｉ.アゾイック・ジアゾ・コンポーネント１１、Ｃ.Ｉ.サルファー・ブラック１、Ｃ.Ｉ.サルファー・レッド５、Ｃ.Ｉ.バット・グリーン９、Ｃ.Ｉ.バット・バイオレット２、Ｃ.Ｉ.ディスパース・ブルー３、ディスチャージ・レッドＢＢ（三井東圧染料社製）、Ｃ.Ｉ.リアクティブ・ブルー１９、Ｃ.Ｉ.リアクティブ・ブルー１５、レマゾールＢｒブルーＲ−ＫＮ（三菱社製）、Ｃ.Ｉ.ソルベント・オレンジ２、Ｃ.Ｉ.ソルベント・ブルー２５、Ｃ.Ｉ.アシッド・グリーン１、フラビアニック・アジド・ジソジウム・ソールト、プリムリンスルホン酸が挙げられる染料；
４，１０−ジブロムアントアントロン、ジベンゾアントロン、コチニールレーキ、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー１、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド３８、Ｃ.Ｉ.ピグメント・ブルー１５、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド２０９、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー１０９、Ｃ.Ｉ.ピグメント・グリーン１０、Ｃ.Ｉ.ベイシック・レッド１−レーキ、Ｃ.Ｉ.アシッド・レッド８７-レーキ、Ｃ.Ｉ.ピグメント・ブルー６、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド１７９、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド８８、アリザリンレーキ、Ｃ.Ｉ.ピグメント・バイオレット２３、Ｃ.Ｉ.ピグメント・グリーン８、Ｃ.Ｉ.ピグメント・レッド５３、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー２３−レーキ、タンニン酸・没食子酸・鉄レーキ、Ｃ.Ｉ.ピグメント・イエロー３４、Ｃ.Ｉ.ピグメントイエロー３５が挙げられる有機顔料；
カオリン、紺青、硫酸ストロンチウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、珪酸カルシウム、カーボンブラックが挙げられる無機顔料が用いられる。なお、前記Ｃ.Ｉ.は、カラー・インデックスの略字である。
【００２８】
感温インキは、所望の粒径に粉砕した前記の熱溶融性物質および色素と、インキビヒクルと、溶媒とを混練機で均一に混練することにより、製造される。このインキを基材に印刷して温度履歴インジケータを得る。
【００２９】
以下、本発明を適用する感温インキを用いて試作した温度履歴インジケータの例を実施例１〜７に示し、本発明を適用外のインキを用いて試作した例を比較例１に示す。
【００３０】
（実施例１）
熱溶融性物質、色素、インキビヒクル、および溶媒を、表１に記載された量ずつ配合し、混練機で均一となるまで混練して、感温インキを得た。これを、スクリーン印刷により基材であるプラスチック合成紙の表面に印刷し、温度履歴インジケータを得た。
【００３１】
（実施例２〜７、比較例１）
表１に記載された配合量の熱溶融性物質、色素、インキビヒクル、および溶媒を用いたこと以外は実施例１と同様にしてインジケータを得た。
【００３２】
実施例１〜７および比較例１で試作したインジケータを恒温槽に入れて昇温したとき、その色調の変化が観察されるときの変色温度を調べた。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１から明らかなとおり、実施例１〜７の温度履歴インジケータは、所定の温度で明瞭に変色し、所定の温度履歴を経たことを表示することができる。また変色後に温度履歴インジケータを保存しても、いずれも変色後の色調のままであった。比較例１のインジケータは、熱溶融性物質の配合量が少なすぎて、熱溶融性物質が熱溶融しても着色せずもとの色調のままであった。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の感温インキは、形状を問わず、印刷加工に使用することが可能である。また、印刷による量産が可能であるから、コストの大幅に安いインジケータを製造することができる。さらに、異なる融点の熱溶融性物質を用いることにより、低温から高温までの様々な変色温度を設定することができる。
【００３６】
この感温インキを印刷して得た温度履歴インジケータは、色調の変化が不可逆的であるので変色後の色調のまま保存することができる。
【００３７】
温度履歴インジケータは、温度管理を必要とする加工食品等の製品の加熱工程において所定の温度以上に加熱されたことの確認、加熱を忌避すべき医薬用の製品、食料品等の製品の流通時や保存時において所定の温度にまで加熱されなかったことの確認、および電気部品等の製品の使用時に過熱されることによる故障等の予知や危険の予知や安全の確認のために好適に使用される。
【００３８】
インキビヒクルとして紫外線硬化樹脂を使えば、ラミネート材で覆わなくても耐環境性の高い感温インキを得ることができる。また、ラミネート材で覆ったインジケータと比較した場合、製造工程を少なくすることが可能なため、生産性が高く安価なインジケータが提供されることになる。

Claims

記録すべき温度に相当する融点を持つ粒状または粉末状の熱溶融性物質と、熱溶融した該物質への分散または溶解による拡散性がある粒状または粉末状の色素とが粉砕されつつ、インキビヒクルに混練されて含まれたものであり、該熱溶融性物質が１０〜７０重量％含まれていることを特徴とする感温インキ。
前記熱溶融性物質は、脂肪酸誘導体、アルコール誘導体、エーテル誘導体、アルデヒド誘導体、ケトン誘導体、アミン誘導体、アミド誘導体、ニトリル誘導体、炭化水素誘導体、チオール誘導体、スルフィド誘導体から選ばれる少なくとも１種類であり、前記色素は、染料または顔料であり、前記インキビヒクルは、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ナイロン、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の感温インキ。
前記熱溶融性物質と、前記色素とが、前記インキビヒクルと溶媒とに混練されて含まれていることを特徴とする請求項１に記載の感温インキ。
請求項１に記載の感温インキを、基材に印刷したことを特徴とする温度履歴インジケータ。
前記インキビヒクルが、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ナイロン、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、エーテルアクリレート樹脂、アルキド樹脂、ビニルアセタール樹脂、アクリル系ポリエステル樹脂、アクリル樹脂から選ばれる何れかの樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の感温インキ。